Células Galvânicas

Principais tipos de pilhas

Pilha de eletrodos metálicos diferentes

É o tipo de pilha que ocorre quando dois metais ou ligas metálicas diferentes estão em contato e imersos num mesmo eletrólito, é a chamada pilha galvânica ou corrosão galvânica. Por observações sabe-se que o metal mais ativo na tabela de potencial de eletrodo, é que funciona como ânodo da pilha. Por exemplo, no caso do ferro em contato metálico com cobre e imersos em um eletrólito, como água salgada, ocorre uma transferência de elétrons do ferro (ânodo) para o cobre (cátodo).

Pilha de concentração iônica diferenciada

Pilha formada por material metálico de mesma natureza, em contato com soluções de diferentes concentrações. Pode-se verificar que, diminuindo-se a concentração dos íons Mn+ aumenta-se a tendência à perda de elétrons. Esta pilha surge sempre que um material metálico é exposto a concentrações diferentes de seus próprios íons. Esta pilha é muito frequente em frestas quando o meio corrosivo é líquido. Neste caso, o interior da fresta recebe pouca movimentação de eletrólito, tendendo a ficar mais concentrado em íons de metal (área catódica), enquanto que a parte externa da fresta fica menos concentrada (área anódica), com consequente corrosão das bordas da fresta.

Ânodo: aquele que estiver imerso na solução mais diluída;

Catodo: aquele que estiver imerso na solução mais concentrada.

Corrosão Por Fresta em Parafuso-Porca

Pilha de ação local

Esta pilha é provavelmente a mais frequente na natureza, ela aparece em um mesmo metal devido a heterogeneidades diversas, decorrentes de composição química, textura do material, tensões internas, dentre outras.

As causas determinantes da pilha de ação local são: inclusões, segregações, bolhas, trincas; acabamento superficial da superfície; diferença no tamanho e contornos de grão; tratamentos térmicos diferentes; materiais de diferentes épocas de fabricação; estados diferentes de tensões e deformações; gradiente de temperatura.

A Figura mostra de forma esquemática a pilha de ação local

Pilha ativa-passiva

Esta ocorre nos materiais formadores de película protetora, como por exemplo: o cromo, o alumínio, os aços inoxidáveis, titânio, dentre outros. A película protetora se constitui numa fina camada do produto de corrosão que passiva a superfície metálica. Se a película for danificada em algum ponto por ação mecânica e principalmente pela ação de íons halogenetos (especialmente cloreto), será formada uma área ativa (anódica) na presença de uma grande área passiva (catódica) com o consequente aparecimento de uma forte pilha, que proporciona corrosão localizada.

Ocorre nos materiais que tendem a tornar-se passivos, ou seja, formadores de película protetora (óxido ou outro composto insolúvel), ex: cromo, alumínio, aços inoxidáveis, titânio, etc. Se a película for danificada em algum ponto por ação mecânica e, principalmente pela ação de íons halogenetos (especialmente cloreto), será formada uma área ativa (anódica) na presença de uma grande área catódica (passiva), dando o aparecimento de uma forte pilha.

Ilustrativa de uma

Pilha Ativa-Passiva

Pilha de aeração diferencial

São pilhas formadas por materiais da mesma natureza, porém, com uma solução na mesma concentração, mas apresentando regiões com diferentes teores de gases dissolvidos. Concentrações com diferentes teores de oxigênio. De forma idêntica à pilha de concentração iônica diferencial, esta pilha também ocorre com frequência em frestas. Apenas as áreas anódicas e catódicas são invertidas em relação àquela. Assim, o interior da fresta, devido a maior dificuldade de renovação do eletrólito, tende a ser menos concentrado em oxigênio (menos aerado), logo, área anódica. Por sua vez a parte externa da fresta, onde o eletrólito é renovado com facilidade, tende a ser mais concentrada em oxigênio (mais aerada), logo, área catódica. O desgaste se processará no interior da fresta.

Ânodo: região de menor concentração de O2, ou seja, menos aerada;

Catodo: região de maior concentração de O2, ou seja, mais aerada.

Pilha de Concentração

Diferencial de Oxigênio

Pilha de Daniell

Funcionamento da pilha de Daniell

Com o tempo o eletrodo de zinco sofre uma corrosão, indicando que zinco metálico se oxidou passando para a solução como íon; o eletrodo de cobre sofre uma deposição de cobre metálico indicando que o íon cobre presente na solução se reduziu passando a cobre metálico. Os elétrons vindos do zinco migram para o cobre acendendo a lâmpada. A ponte salina equilibra as cargas devido ao fluxo de íons para as semicelas.

Ponte salina

A finalidade da ponte salina é manter os dois eletrodos eletricamente neutros através da migração de íons (corrente iônica). Cada átomo de Zn0 que manda dois elétrons para o circuito externo sai da placa e passa para a solução na forma de Zn2+, provocando a corrosão da placa e fazendo a solução ficar mais concentrada de íons zinco. Isso tende a fazer com que essa solução fique com excesso de cargas positivas (os íons sulfato, SO2 , não participam da reação). Simultaneamente, a outra solução fica menos concentrada em íons Cu2+ e tende a ter acúmulo de cargas negativas. Se isso ocorresse, o funcionamento da pilha rapidamente iria cessar, pois o acúmulo de carga positiva na solução da esquerda iria atrair os elétrons do fio metálico para a placa de